KR20220164189A

KR20220164189A - 전기적 공진으로 촉각 정보를 구현한 Wearable Devicess와 산업재해 예방을 위한 양방향 위험인지 시스템

Info

Publication number: KR20220164189A
Application number: KR1020210072644A
Authority: KR
Inventors: 이재성
Original assignee: 이도전자(주)
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2022-12-13

Abstract

본 발명은 UWB모듈과 공진회로부, 폴리머 리튬이온 Li-ion battery, RGB LED, buzzer가 내장된 Wearable devices로 전기적 LC공진을 이용하여 경보 발령시 공진회로부의 수직운동 에너지를 인체의 피부에 촉각으로 경보를 전달한다.
구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자는 손목 밴드, 팔 밴드, 헬멧의 형태로 Wearable devices를 착용하고 UWB모듈이 내장된 중장비 Anchor box와의 일정거리에 접근하는 경우, 양쪽 모두에 경보를 전달 하는 양방향 위험인지 경보 시스템이다.
이때, Wearable devices의 경보는 시각(LED), 청각(buzzer), 촉각(LC공진) 경보를 전달하며, 중장비 Anchor box는 경광등(시각) 또는 바닥 광선 라인빔(시각)을 선택적 방호장치로 추가 연결하여 사용할 수 있고, buzzer(청각)를 통한 경보를 발령할 수 있다,

Description

전기적 공진으로 촉각 경보를 구현한 Wearable Devicess와 산업재해 예방을 위한 양방향 위험인지 시스템{Implement texture alarms for wearable devicess using electrical resonance and Two-way risk recognition system for industrial accident prevention}

본 발명은 초광대역 UWB(Ultra-Wideband) 통신기반으로 일정거리내 접근시 양방향으로 경보를 발령하는 장치 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 산업현장에서 운용되는 중장비(지게차, 굴삭기 등)에 Mother board가 되는 UWB모듈이 실장된 주회로기판(이하 Anchor box)이 탑재되고 중장비(지게차, 굴삭기 등) 주변 인근에서 작업중인 노동자의 손목 또는 팔 또는 머리에 UWB모듈, LC공진부, Li-ion battery부, RGB LED, Buzzer로 구성된 Wearable devices가 중장비(지게차, 굴삭기 등)에 탑재된 Anchor box와의 통신을 통해 어느 한쪽의 UWB모듈이 일정거리 반경내에 접근하게 되면 중장비(지게차, 굴삭기 등)에 탑재된 Anchor box와 노동자가 착용한 Wearable devices의 양쪽 모두에 위험인지하여 경보를 출력하는 장치 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

안전보건공단에 따르면 최근 10년간(2008~2017년) 전체 업무상 사망사고재해 발생의 기계·설비 부분에서 가장 높은 순위로 나타난 것은 중장비(지게차, 굴삭기 등)로 발표되었다.

통계표에서 보듯이 2011년에서 2017년까지 지게차에 의한 재해자수는 점진적으로 감소하는 추세를 보이고 있으나, 사고사망자수는 감소세가 보이지 않고 있으며, 이는 재해자수 대비 사망자의 비율이 여전히 높다는 것을 의미하는 것이다.

안전보건공단의 『FM-2050운동』자료에서 2009년에서 2015년까지 기계·장비에 의한 업무상 사고재해자를 분석한 결과, 가장 많은 사망재해가 발생한 기계·장비는 지게차이고, 정부가 기계·장비 사망사고 다발 상위 5대 기계·장비로 분류한 것은 지게차, 굴삭기, 고소작업대, 트럭류, 크레인이다.

2020년 12월 31일 국토교통부가 발표한 건설기계 현황 통계를 보면 지게차는 1976년 1,493대를 시작으로 등록제도 시행 이후, 2013년에 최초 등록대수의 100배 수준으로 증가하였고, 2020년 12월 31일기준 200,968대가 등록되어 운행 중에 있는 것으로 확인 할 수 있다.

그러나, 지게차의 경우에는 건설기계관리법 시행령에서 건설기계의 범위에서 제외되는 지게차를 ".... 다만, 전동식으로 솔리드타이어를 부착한 것 중 도로가 아닌 장소에서만 운행하는 것은 제외한다." 라고 정의하고 있다. 이는 산업현장, 공장 등에서는 도로는 운행하지 않고 사업장내에서만 사용되는 지게차가 많기 때문에 실제로 사용되는 지게차의 수는 등록 현황보다 상당히 많을 것으로 예측할 수 있다.

이러한 기계·장비에서의 사망사고재해가 감소하지 않자 고용부와 안전보건공단은 사망사고재해가 다발하는 5대 기계·장비를 선정하여 사망 재해자를 50% 감소 시키는 『FM-2050운동』을 실시하게 되었다.

이 운동은 기계·장비 안전성 확보를 위한 제도개선, 민관합동 안전협의체 구성, 안전가이드 자료 제작·보급 및 홍보, 기계·장비 중점지도 점검, 캠페인 등이 포함되어 추진되고 있다.

또한, 운전 자격 기준에 관한 「건설기계관리법」 적용을 받지 않는 지게차인 경우에도 지게차 교육을 이수한 자만 운전할 수 있도록 한 법 개정 「유해위험작업의 취업제한에 관한 규칙」 신설(2021.1.16 시행)과 지게차 사망사고를 줄이기 위해 산업안전보건법 하위법령(지게차 충돌예방장치 설치 의무화) 개정 및 신설이 되었다.

게다가, 중대재해기업처벌법(사업주에 대한 형사처벌 강화)을 추가하여 원청에 대한 안전환경 조성 강화를 요구하고 있는 추세이다.

산업재해 예방을 위한 지게차의 충돌예방장치는 후진경보기, 경광등, 후방감지기가 있는데, 후진경보기는 갑작스러운 사고나 위험을 광선이나 음향을 이용하여 알리는 형태이며, 경광등 역시 긴급함을 알리기 위해 지게차 탑승자의 시야각에 설치하는 붉은 빛을 발하는 형태로 음향과 라이팅에 의한 경보 형태는 여타 상용화된 기존 방호장치와 크게 다를바 없다.

후방감지기 또한, 모니터를 포함하고 적외선센서 또는 초음파센서를 통한 인체 열감지나 일정거리 앞 사물을 검출하여 모니터에 위험 신호와 음향을 출력하는 형태이며, 파생 기술로는 모션감지센서로 부착된 센서의 전방에 인체 움직임을 검출하여 모니터를 통해 경보 신호와 음향을 출력하는 것이다.

상기의 방호장치들은 모두 '단방향' 으로 주로 탑승자 위치에서 위험인지를 하고 경보 알림하는 형태로 주로 광선(빛)에 의한 시각, 음향(경보음)에 의한 청각이 주를 이룬다.

이와 같이, 산업현장에서 위험 요소는 탑승자 또는 인근 작업자가 지속적으로 상호 주시를 할 수 있는 여건이 되지 못하며, 경우에 따라서는 소음이 심한 현장이나 높은 적재물, 벽 등과 같은 사각지대 근처에서 급작스럽게 노동자가 나타나는 경우 현재의 방호장치들은 청각, 시각적 경보에 의해서만 위험 경보를 발령하기 때문에 사고로 이어지는 경우가 많은데 이는 보완해야 할 과제이다.

따라서, 산업현장의 중장비에 탑재되는 Anchor box와 주변 인근 노동자가 착용하고 있는 Wearable devices(손목/팔 밴드, 헬멧)간의 UWB모듈 통신을 통한 '양방향(중장비 탑승자와 주변 인근 노동자)'에서 접근 위험인지 경보를 통해 보다 안전한 작업환경 조성이 가능하고, 무엇보다 전기적 LC공진을 이용하여 공진회로부의 수직 운동에너지를 착용한 Wearable devices를 통해 인체 피부를 누르는 형태로 느낄 수 있는 촉각 구현 디바이스로 시끄러운 현장에서도 촉각 및 시각(LED), 청각(알람음) 효과와 더불어 동시에 전달 할 수 있도록 하는 경보 시스템이 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-2072380호, "UWB 초광대역통신기반의 접근경보모듈을 이용한 지능형 중장비 안전 원격관제시스템" 한국공개특허 제10-2017-0047703호, "UWB를 이용한 작업장 안전 관리 시스템" 한국공개특허 제10-2016-0022020호, "중장비 접근감시 및 작동정지 제어시스템" 한국공개특허 제10-2019-0139512호, "중장비의 작업 안전장치" 한국공개특허 제10-2020-0030802호, "이동체 접근 경보 시스템" 한국등록특허 제10-2140829호, "스마트헬멧을 이용한 위험상황 모니터링 시스템 및 그 방법"

본 발명은 UWB모듈이 내장된 Anchor box가 중장비의 상시전원과 연결하고 선택적으로 기존 방호장치인 경광등이나 바닥 광선 라인빔과 커넥터로 연결하여 연동 경보로 동작하게 되며, 주변 인근에서 작업중인 노동자의 신체에 UWB모듈, 공진회로부, RGB LED, buzzer가 내장된 Wearable devices와의 지속적인 통신을 통해 일정 반경내에 접근시 거리별로 경보를 강, 약으로 발령하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 중장비 주변 인근에서 작업하는 노동자의 손목, 팔에는 밴드 형태로 머리에는 헬멧 형태로 중장비의 Anchor box와 통신할 수 있는 구성으로 제공하고자 한다.

본 발명은 초광대역 UWB(Ultra-Wideband) 통신기반으로 20m 반경내에 운행중인 중장비(지게차, 굴삭기 등)와 Wearable devices간에 탑재/착용한 UWB모듈과 근거리 무선통신을 통하여 RGB LED, 경광등과 같은 시각적 경보, Buzzer와 같은 청각적 경보, Wearable devices에 내장된 공진회로부 전기적 공진을 통한 수직운동 에너지를 착용자의 피부에 촉각 형태로 전달하는 경보 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 UWB는 거리 분해능 10cm, UWB 5Ch PCB Antenna(6.5GHz), 6.8Mbps data 통신(IEEE 802.15.4-2011), Blutooth chip antenna, Motion sensor(3-axis accelerometer), UWB chip sleep mode시 15uA under의 저소비전류 기능, 공급전압 2.8~3.6V의 Onechip으로 구성되는 UWB모듈로 구성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 UWB모듈은 중장비에 탑재되는 Anchor box와 그 주변 인근에서 작업중인 노동자가 착용하는 Wearable devices에 각각 내장되고 상호 모듈은 상시 무선통신을 통해 일정 반경내로 접근할시 거리에 따른 위험 경보를 발령하는 동작을 수행 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 UWB모듈이 내장된 Anchor box는 중장비의 상시전원에 연결하며 Anchor box에는 시각적, 청각적 경보가 가능한 기존 방호장치인 경광등과 바닥 광선 라인빔을 조사 할 수 있도록 별도의 커넥터로 연결 사용할 수 있으며 중장비 기동시 전원 ON되어 또다른 Wearable devices의 UWB모듈들과의 위치기반 위험감지하여 경보 발령을 수행 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 Wearable devices는 UWB모듈, 공진회로부와 충전이 가능한 폴리머 리튬이온 Li-ion battery, RGB LED, buzzer가 내장된다.

Wearable devices에 내장된 공진회로부는 Anchor box의 UWB모듈과 일정 반경내 접근시 특정주파수에서 공진(수직운동 에너지 발생)하도록 하여 전자기파 주파수 성분을 상하/수직으로 착용한 Wearable devices를 통해 손목, 팔, 머리에 인체 피부를 누르는 촉각 형태로 전달하며 또한, 특정주파수에서 공명(울림)하도록 하여 소리 역시 주파수를 가진 성분으로서 스피커없이도 공진과 동시에 음향의 형태로도 경보 발령을 수행 할 수 있다. 충전이 가능한 폴리머 리튬이온 Li-ion battery는 충전기를 통하여 지속적으로 사용 가능하며, 이 경우 Wearable devices를 수직 적재하여 하나의 충전기에서 동시에 10개의 Wearable devices를 충전할 수 있다. RGB LED는 경보 발령시 RGB색변환으로 시각적 경보 알림을 지원하며, buzzer는 특정 음향을 출력 할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 Anchor box와 Wearable devices에 내장된 UWB모듈은 중장비와 주변 인근에서 작업할 수 밖에 없는 좁은 환경일 경우 빈번한 경보 발령을 방지하기 위해 Wearable devices 측면에 경보 해제 버튼을 누름으로서 경보를 해제 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 본 발명품을 도입하는 사용자 환경이 모두 다르기 때문에 UWB모듈간의(Anchor box ↔ Wearable devices) 위험인지 거리는 사용자의 스마트폰 App을 통해 환경에 맞추어 경보알림 환경을 상세 설정을 할 수 있도록 하며, 최초 기본설정은 20m(약 경보), 10m(강 경보)로 설정하고 Wearable devices 착용자가 중장비의 탑승자로 교대를 하게 되는 경우 경보 해제 버튼을 통하거나 Anchor box부와 2m를 벗어나지 않는 범위에서 30초이상 머무를시 UWB모듈에 구성된 가속도 센서의 연산을 통해 탑승자로 인식하여 경보 발령이 자동 해제되도록 제어 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면 UWB모듈이 내장된 Anchor box는 중장비에 탑재되며 상시전원과 연결하여 중장비 운행시 전원 ON되어 사용 되고, Wearable devices는 주변 인근에서 작업하는 노동자의 손목, 팔에 밴드 형식으로 머리는 헬멧에 탈부착되는 디바이스 홀더 형식으로 착용하여 상호간 위치기반 일정 반경내 접근시 양방향 모두에 경보 발령할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 중장비에 탑재되는 Anchor box에는 추가 방호 장치로 경광등과 중장비의 폭만큼 바닥에 광선을 조사하는 방호 장치를 추가로 연결하여 사용 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 Wearable devices를 착용한 노동자가 중장비에 스스로 가까워지거나 반대로 중장비가 접근하게 되는 상황일 경우 RGB LED에 의한 시각적 경보, Buzzer에 의한 청각적 경보, 공진회로부에 의한 공진/공명으로 수직운동에너지를 인체 피부에 촉각 및 청각 형태로 전달하는 경보를 발령 할 수 있다. 게다가, Anchor box가 탑재된 중장비와 Wearable devices를 착용한 노동자간의 작업환경이 좁은 공간일 경우나 중장비의 회전반경이 크지 않고 이동이 적은 장비운행 환경일시 좁은 거리에 따른 잦은 경보 발령을 해제 할 수 있도록 Wearable devices 측면에 물리적 버튼을 통해 경보 해제 할 수 있으며, Anchor box와 2m이내 반경에 30초간 머무를시 중장비 탑승자로 인식하여 경보를 자동으로 해제 하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 Wearable devices는 하나의 충전기에 수직 적재하여 동시에 10기기를 충전 할 수 있고, 충전기 또한 수평 연결하여 5대까지 연결하여 동시 대량 충전이 가능 할 수 있다. UWB모듈이 내장된 경보 장치간에는 기본값으로 설정된 경보 발령 거리를 사용자 작업 환경에 맞추어 사용자가 직접 제어할 수 있도록 하는 App을 제공하여 설정 할 수 있다.

본 발명품은 기존 방호장치들의 해결해야 할 과제라 할 수 있는 중장비 탑승자 위치에서의 단방향 위험인지를 보완하여 주변 인근에서 작업중인 노동자도 상호 모두 양방향으로 위험인지를 할 수 있도록 하여 산업재해 예방에 큰 도움을 줄 수 있다.

무엇보다 산업현장의 여러 상황에서 중장비 탑승자나 주변 인근 작업중인 노동자가 어느 한쪽을 지속적으로 주시하며 조심할 수 있는 노동 환경이 되지 못하고 소음이 많거나 시야가 좁은 공간에서는 위험인지 및 경보 발령에 대처가 늦어지게 되면 심각한 위험에 노출 될 수 있는데, 본 발명품은 공진회로부를 통한 수직운동 에너지를 생성하여 인체 피부에 직접적으로 누르는 촉각 경보 형태와 동시에 시각(RGB LED), 청각(buzzer) 경보를 발령하여 상당한 위험 요소를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 구동 시스템을 설명하는 대표 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 위험인지 시스템의 블록도를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중장비에 탑재되는 UWB모듈이 내장된 Anchor box를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 UWB모듈이 내장된 Wearable devices를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 Wearable devices의 종류별 형태를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 UWB모듈이 내장된 Wearable devices를 수직 적재하여 동시 충전할 수 있는 시스템을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 시스템을 상호 연결하여 대량 충전할 수 있는 시스템을 설명하는 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 구동 시스템을 설명하는 대표 도면이다.

구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 위험인지 시스템의 구성 요소를 예시한다.

도 1을 참고하면, 중장비(001)에는 UWB모듈이 내장된 Anchor box(100)가 중장비의 상시 전원과 연결된다. 그리고, 일반적인 경광등(110)과 같은 방호장치를 또다른 회선으로 연동할 수 있다.

예를 들어, 도3의 바닥에 광선을 조사하는 방호장치인 라인빔(110-1) 방식을 포함할 수 있다.

일례로, Anchor box(100)은 중장비(001) 시동이 켜지면 상시 ON되며 일정 반경내로 접근하는 UWB모듈이 내장된 Wearable devices(120, 130, 140)를 지속적으로 감지하게 된다. 반대로, 중장비(001) 주변 인근에서 작업중인 노동자들이 착용한 Wearable devices(120, 130, 140) 역시 일정 반경내로 접근하는 UWB모듈이 탑재된 중장비(001)의 Anchor box(100)를 지속적으로 감지하게 된다.

본 발명의 일실시예에 따르면 중장비(001)에 탑재된 UWB모듈이 내장된 Anchor box(100)는 다른 UWB모듈이 내장된 Wearable devices(120, 130, 140)와 상호 거리를 측정하여 일정 반경(20m)내에 접근시 위험 경보를 발령할 수 있다.

예를 들어, Anchor box(100)의 경보 발령은 경광등(110) 또는 바닥 광선 라인빔(도3, 110-1)과 Anchor box의 공진회로부, buzzer형태이며, Wearable devices(120, 130, 140)의 경보 발령은 RGB LED의 시각, buzzer의 청각, 공진회로부에 의한 촉각 경보를 발령할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 위험인지 시스템의 블록도를 설명하는 도면이다.

구체적으로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위험인지 시스템이 구동하는 것을 예시한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 Anchor box(100)와 Wearable devices(120, 130, 140)는 전원 ON 상태에서 접근 거리 감지를 지속적으로 수행한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 Anchor box(100)와 Wearable devices(120, 130, 140) 중 어느 하나의 디바이스가 상호 반경 20m 이내에 접근하게 되면 양쪽 모두에 "약" 경보 발령하게 되고, 10m 이내로 더욱 가깝게 접근하게 되면 양쪽 모두에 "강" 경보를 발령하게 된다.

그리고, 감지 영역 20m를 벗어날시 3sec후 경보는 자동 해제될 수 있고, 2m 이내에 접근하여 30sec간 머무를시 본 발명의 시스템은 중장비(001) 탑승자 즉, 운전자로 인식하게 되고 경보 발령을 자동 해제하게 된다.

또한, Wearable devices(120, 130, 140)를 착용한 사용자가 경보 해제 버튼(도4, 320)을 누르게 되면 경보 발령은 즉시 해제 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 UWB모듈이 내장된 Anchor box(100)의 확대도이며, 구성하는 요소는 box 상부 덮개(210), box 하부(211), box 상부와 하부를 체결하는 십자볼트(220), Anchor box(100) 내부에 실장된 UWB모듈 회로기판의 구동회로부와 연결된 커넥터1(230), 전원회로부와 연결된 커넥터2(231), Anchor box(100)를 중장비(001)에 탈부착 하여 설치하기 쉽도록 한 벨트고리(240), Anchor box(100)를 중장비(001)의 상시 전원과 연결할시에는 연장 배선(101)으로 중장비(001) 상시전원과 연결할 수 있으며, 불가할시 충전용 Li-ion battery와 연결하여 전원을 ON/OFF 할 수 있는 전원버튼(200)으로 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 커넥터1(230)로부터 연장 배선(111)을 연결하여 기본 방호장치 경광등(110)과 바닥 광선을 조사하는 라인빔(110-1)과 연결하여 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 UWB모듈이 내장된 Wearable devices(120, 130, 140)의 전면부와 후면부 모형을 나타내며, 본 디바이스는 상하 수직으로 Li-ion battery 포고핀(300)을 연결하여 수직 적재 충전할 수 있으며, 후면부의 밴드/스트랩 음각 홈(300-1)은 Wearable devices(120, 130, 140)의 피부 접촉을 높이기 위한 디자인으로 되어 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 Wearable devices(120, 130, 140)의 케이스는 상부 덮개(310), 하부(310-1)로 구성되어 있으며, 내부에는 UWB모듈이 실장된 회로기판(330)과 성형된 폴리머 리튬이온 Li-ion battery(340), 공진회로부(350)가 내장되어 있고, 사용자가 직접 경보 발령을 해제 할 수 있는 해제 버튼(320)으로 이루어져 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 Wearable devices(120, 130, 140)를 사용자가 신체에 착용할 수 있도록 돕는 밴드(360), 스트랩/벨크로(370) 같은 소재로 되어 있다. 헬멧에는 탈부착 형태로 디바이스 홀더(380)로 구성 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 UWB모듈이 내장된 Wearable devices(120, 130, 140)를 충전하기 위한 충전 시스템을 나타낸다. 충전기 box(400)는 내부에 충전부 회로기판이 내장되고, 충전기 box(400)와 충전 box(400)를 병행 연결 할 수 있는 연결 커넥터(410), 충전 알림 램프(421), 충전기 box(400)에 전원을 공급하는 전원공급장치(420)로 구성 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 충천기 box(400) 상단에는 UWB가 내장된 Wearable devices(120, 130, 140)를 적재하여 충전할 수 있도록 하는 Wearable devices 적재 지지대(401)가 부착 되어 있어 적재시 디바이스가 떨어지거나 좌우로 틀리는 것을 방지 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충전부 회로기판이 내장된 충전기 box(400)를 평형 연결 할 수 있는 충전기 box 연결 단자(410)를 통해 충전 box(400, 400-1, 400-2, 400-3, 400-4, 400-5) 5ea까지 연결 구성 할 수 있다.

001: 중장비(지게차 등) 300-1: 밴드, 스트랩 음각 홈
100: Anchor box 310: Wearable devices 상부 덮개
101: Anchor box와 중장비 전원 연결 케이블 310-1: Wearable devices 하부
110: 경광등 320: 경보 해제 버튼
110-1: 바닥 광선 라인빔 330: UWB모듈 실장 회로부
111: Anchor box와 경광등 연결 케이블 340: 폴리머 리튬이온 Li-ion battery
120: Wearable devices 손목기기 350: LC공진부
130: Wearable devices 팔기기 360: Wearable devices 손목 밴드
140: Wearable devices 헬멧기기 370: Wearable devices 팔 스트랩
200: Anchor box 전원 버튼 380: Wearable devices 홀더
210: Anchor box 상부 덮개 400: 충전기 Box
211: Anchor box 하부 400-1~4: 충전기 Box
220: Anchor box bolt 401: Wearable devices 적재 지지대
230: 추가 방호장치 연결 커넥터 410: 충전기 box 연결 단자
231: 중장비 상시 전원 연결 커넥터 420: 충전기 전원공급장치
240: 벨트고리 421: 충전 램프
300: 충전 포그핀

Claims

UWB는 거리 분해능 10cm, 5Ch PCB Antenna(6.5GHz), 6.8Mbps data 통신(IEEE 802.15.4-2011), Blutooth chip antenna, Motion sensor(3-axis accelerometer), sleep mode 15uA under 소비전류, 2.8~3.6V의 onechip으로 구성
청구항 제 1항의 UWB onechip 내장 Anchor box(100)는 중장비에 box 벨트 고리(240)를 통해 스트랩이나 밴드로 탈부착 할 수 있는 구조:
중장비 상시 전원 연결 커넥터(231)를 통해 중장비 전원과 연결되어 사용:
추가 방호장치 연결 커넥터(230)를 통해 경광등(110)이나 바닥 광선 라인빔(110-1)과 함께 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 Anchor box(100)
Wearable devices는 UWB onechip, RGB LED, buzzer, LC공진부(350), Li-ion battery(340)로 구성되며 손목 밴드(360), 팔 스트랩(370), 디바이스 홀더(380)로 착용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 Wearable devices(120, 130, 140)
Anchor box(100)와 Wearable devices(120, 130, 140)는 상호 근거리 통신하며 20m 이내 10m 이내 접근시 양쪽 모두에 강, 약의 경보를 발령:
경보는 Anchor box(100)는 추가 선택 방호장치 경광등(110), 바닥 광선 라인빔(110-1)의 시각 경보, buzzer에 의한 청각 경보, Wearable devices는 RGB LED에 의한 시각 경보, buzzer에 의한 청각 경보, LC공진부(350)에 의한 촉각 경보를 동시에 알림하는 것을 특징으로 하는 시스템
청구항 제 4항의 촉각 경보는 RF의 전기적 LC공진으로 인덕터와 캐패시터의 전자기 에너지를 축적하여 특정 주파수에서 공진, 공명하도록 하여 상하, 수직으로 운동에너지를 발생하여 피부를 누르는 형태로 동작하는 것을 특징으로 하는 Wearable devices(120, 130, 140)
청구항 제 4항의 경보는 Anchor box(100)와 Wearable devices(120, 130, 140)간의 감지 거리가 20m이내 접근시 양쪽 모두에 "약" 경보를 발령하고 10m이내 접근시 "강" 경보를 발령:
경보 해제는 Wearable devices(120, 130, 140)의 해제 버튼(320)을 통해 착용자가 해제하거나, 상호 감지 거리 20m를 벗어날시 3초후 경보는 자동해제되며, 2m 이내 접근하여 30초이상 머무를시 중장비(001) 탑승자로 인식하여 경보는 자동해제되는 것을 특징으로 하는 시스템
Wearable devices(120, 130, 140)는 Li-ion battery 포고핀(300)을 통해 충전기 box(400)에 수직 적재하여 10ea를 동시 충전 할 수 있는 구조:
충전기 box(400)는 충전기 box 연결 단자(410)를 통해 병행 연결하여 5기기(400, 4001~4)를 동시 연결하여 Wearable devices(120, 130, 140)를 50ea를 동시 충전 할 수 있는 것을 특징으로 하는 충전 시스템